分光光度計が土壌排水調査におけるマンセルチャートの識別を向上させる

月では、土でさえ致命的である。アポロ計画から帰還した宇宙飛行士たちは、月のレゴリスが引き起こす問題の長いリストをすぐに指摘した。大気のない月の表面は、何千年もの間、大小の隕石が衝突し続け、非常に細かく砕かれた粒子状物質となっている。また、真空は太陽風とフィルターにかけられない紫外線に直接土をさらし、微粒子に驚異的な静電気特性を帯びさせる。宇宙飛行士たちは、この微粒子が宇宙服の関節に付着し、ブーツのケブラーの層をすり抜け、着陸船の内部で渦を巻いて目、鼻孔、肺を刺激し、静電気の特性によりウェットティッシュでは除去できないと報告した。月面で建設やその他の利用が試みられるずっと前に、汚れを考慮しなければならない。それに比べれば地球的なものに思えるかもしれないが、地球での土地利用プロジェクトも同じである。

大気がないため、常に隕石が降り注いでいることが、月のレゴリスのユニークな特性の原因である。画像出典：Flickr User Marion Doss (CC BY 2.0)

土壌調査は土地利用管理に不可欠

土は重要である。土壌調査は、建設、農業、自然保護、そして考古学や地質学的研究に必要な、土地利用管理に不可欠な要素である。この必要性は、世界中、そしてはるかに微小な距離で見られる土壌タイプ間の劇的な違いによってもたらされる。テクスチャー、圧縮度、pH、元素組成、有機物の相対量、保水能力などに違いがあり、これらすべてが土地の潜在的な利用法に大きな影響を与える可能性がある。土壌科学者やエンジニアは、プロジェクト管理者が正しい建設技術や農業技術を選択するためには、土地の正確な診断が必要であることを知っている。

土壌の水はけは特に重要である。水はけの悪い土壌は、地下水位が高い場合、または降雨や近隣地域からの水が土壌の下方排水、側方排水、蒸発散能力に過大な負荷をかける場合に発生する。特定の土壌の排水能力を正確に評価することは、適切な住宅、商業施設、工業施設の建設方法や作物の栽培計画を立てる上で重要である。土壌の色を見誤ると不適切な利用につながる可能性があるため、可能な限り正確な測定値を得ることが重要である。

このフィリピンのグライは、酸化が進まないために灰色を呈する、水はけの悪い土壌を示している。画像出典：Flickr User Soil Science (CC BY 2.0)

土壌の色の評価が排水能力を決定する

水はけは、鉄分の酸化との関係で土壌の色に影響を与える。水はけのよい土壌は、鉄分が錆びて赤くなり、水はけの悪い土壌は、水が鉄分の酸化を抑制するため、灰色に見える。土壌の相対的な赤色度を評価することで、土壌の年 齢、母材や有機物の色を考慮した上で、土壌の排水性を正確に測 定することができる。

土壌の色を評価する現在の方法は、印刷された見本と土壌サンプルの色を一致させるために人間の視覚に頼っており、色相、値、彩度の3軸で変化する。このスケールは、既知の陸上土壌の色をすべて網羅しており、科学者やエンジニアが現場で土壌の色を評価するための簡単な方法を提供している。しかし、米国農務省によれば、以下のような問題がある：

標準カラーチップによる色の視覚的印象は、標準的な光の強さと質の条件下でのみ正確です。早朝や夜遅くでは、色の判定が不正確になることがあります。太陽が低い位置にあったり、大気が煙っていたりすると、サンプルに届く光や反射する光はより赤くなります。同じ種類の光が色標準とサンプルに到達しているにもかかわらず、これらの時間帯のサンプルの色の15 FSA湿地識別手順（健全な意思決定への基礎）の読みは、一般的に真昼よりも色相の1つ以上の間隔が赤くなっています。また、曇りの日の控えめな光の下では、明るい太陽光の下とは色が異なって見える。入射光の強さは、低彩度・低価値のチップに土壌を合わせる際に特に重要である。

照明条件のばらつきや人間の視力の主観性により、誤読や誤認が発生し、建設上の問題や作物の収量低下を引き起こす可能性がある。

この東部マダガスカルの発掘で見られるように、土壌の色は深さ（ホライズン）によって異なる。褐色の有機物は、ここでは地表からそれほど下には広がっていない。画像出典：Flickr User Soil Science (CC BY 2.0)

分光光度計がマンセル識別の不正確さを解消

ハンターラボのMiniScanEZ 4500L 7のようなポータブル分光光度計を使用することで、誤認をなくすことができます。これらのセンサーはマンセルスケールと同じ3軸で色を評価し、人間の目とは異なり、常に同じ結果を報告します。また、標準的な照明設定を使用することで、照明の違いによる不正確さを軽減している。測定器は反射光に基づいて色を測定するため、各測定に同じレベルの光を使用するのは簡単なことだ。このモデルは45/0光学系を使用しており、砂、シルト、粘土のいずれを測定する場合でも正確な読み取りが可能です。 持ち運びが可能で耐久性に優れた構造は、現場での使用を想定して設計されており、作業者と同じぐらい過酷な条件にも耐えることができます。MiniScanEz 4500Lは750の測定値をオンボードフラッシュメモリに保存でき、USBメモリにExcel形式でエクスポートしたり、EasyMatchQCソフトウェアを実行するコンピュータに直接エクスポートして、さらに詳細な分析を行うことができます。 HunterLabsの専門家までお問い合わせください。